[发明专利]一种适用于结构化道路的自主换道控制方法及系统

权利要求书

1.一种适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01:计算最小换道安全距离；

S02:若最小换道安全距离小于相对距离，计算换道路径；

S03:根据换道路径计算换道感兴趣区域ROI(Region Of Interest)；

S04:根据感知系统反馈的局部交通信息，判断换道感兴趣区域ROI中是否存在障碍物；

S05:若感兴趣区域ROI中无障碍物或感兴趣区域ROI中的障碍物无风险，根据全局参考路径计算侧后向感兴趣区域ROI；

S06:若侧后向感兴趣区域ROI中无障碍物或感兴趣区域ROI中的障碍物无风险，执行换道动作。

2.如权利要求1所述适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，最小换道安全距离计算方法为：D_min＝THW_lc*V_host+D_safe，其中，D_min为最小换道安全距离，V_host为自车速度，D_safe为安全距离，THW_lc为车头时距，可根据用户的驾驶偏好调整。

3.如权利要求1所述适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，换道路径的计算方法包括：

根据三次多项式y＝ax³+bx²+cx+d计算实时换道路径，其中车体坐标x轴正方向为车头朝向，x的取值为D_min*n/N(n＝0,1,2,…,N-1),N为局部路径离散点数量，D_min为最小换道安全距离，y的幅值小于路宽，系数a、b、c、d可通过实际约束条件求解。

4.如权利要求1所述适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，换道感兴趣区域ROI的计算方法包括：沿着换道路径的法线方向取一定宽度(车宽)的区域为换道的感兴趣区域ROI。

5.如权利要求1所述适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，侧后向感兴趣区域ROI的计算方法包括：以参考路径和自车为参考，取邻车道及自车后方的区域为侧后向的感兴趣区域ROI。

6.如权利要求1所述适用于结构化道路的自主换道控制方法，其特征在于，根据计算的方向盘转角来执行换道动作，方向盘转角的计算方法为：结合单点预瞄模型控制方法，计算预瞄点(x₁，y₁)，其中，x₁＝x₀+D_pre*cosθ，y₁＝y₀+D_pre*sinθ，(x₀，y₀)为自车的实时坐标，D_pre为自车预瞄距离，θ＝-courseAngle+π/2,courseAngle为自车的航向角，设置一个方向盘转角的PID控制器，其输入为e，e为预瞄点与途中预瞄点的距离，输出u为自车的方向盘目标转角。

7.一种适用于结构化道路的自主换道控制系统，其特征在于，包括以下模块：

感知模块，检测自车周围的局部交通状况，反馈检测到的障碍物信息；

定位模块，根据实时动态RTK及高清地图HD map信息，对自车进行精准的定位；

全局路径规划模块，根据自车的起点、终点以及全局路网信息，规划出一条车道级的全局参考路径；

规划决策模块，结合参考路径、局部交通信息、车辆动力学，生成出一条最优的局部路径，根据该路径计算出目标车速及目标方向盘转角；

控制模块，控制车辆快速、稳定、精确的相应决策给出的控制目标。